Pengelolaan Prosesor 1

Bab 2 PENGELOLAAN PROSESOR 1 A. Alat Prosesor 1. Wujud Alat Prosesor Central Processing Unit (CPU) Microprocessor Unit (MPU) MPU adalah CPU dalam satu cip MPU paling banyak dipakai pada saat ini Ada sejumlah pembuat MPU, dan yang terkenal adalah Motorola, Intel, dan AMD

2. Beberapa Jenis Mikroprosesor Motorola ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ 2. Beberapa Jenis Mikroprosesor Motorola Nama Tahun Kecepatan Transistor Bus 68020 1984 16 – 33 MHz 190.000 32 68030 1987 16 – 50 MHz 270.000 32 68040 1989 25 – 40 MHz 1,2 juta 32 PowerPC 1994 50 – 867 MHz sampai 64 50 juta AMD Nama Tahun Kecepatan Transistor AMD-K6 1998 300 MHz 8,8 juta AMD-K6-2 1998 366-550 MHz 9,3 juta AMD-K6 III 1999 400-450 MHz 21,3 juta Duron 1999 600 MHz-1,2 GHz 18 juta Athlon 1999 500 MHz-1,2 GHz 22-37 juta

------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ Intel Nama Tahun Kecepatan Transistor Bus 80286 1982 6-12 MHz 134.000 16 80386 DX 1985 16-33 MHz 275.000 32 80486 DX 1989 25-100 MHz 1,2 juta 32 Pentium 1993 75-200 MHz 3,3 juta 64 Pentium Pro 1995 150-200 MHz 5,5 juta 64 Pentium+MMX 1997 166-233 MHz 4,5 juta 64 Pentium II 1997 234-450 MHz 7,5 juta 64 Pentium II Xeon 1998 400-450 MHz 7,5-27 juta 64 Celeron 1998 266 MHz-1,2 GHz 7,5-19 juta 64 Pentium III 1999 400 MHz-1,2 GHz 9,5-28 juta 64 Pentium III Xeon 1999 500 MHz-1 GHz 9,5-28 juta 64 Pentium 4 2000 1,4 GHz ke atas 42 juta 64 Itanium 2001 800 MHz ke atas 25,4-60 juta 64 Xeon 2001 1,4 GHz ke atas 140 juta 64

------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ Daftar lainnya

Prosesor terdiri atas satuan kendali serta ALU dan register ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ 3. Struktur Prosesor Prosesor terdiri atas satuan kendali serta ALU dan register ALU = Arithmetic Logic Unit Register mencakup, di antaranya Akumulator, register serbaguna, pencacah, pengindeks, pencatat status, ALU Register Satuan Kendali Pewaktu (Clock) Memori Prosesor

------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ Salah satu bentuk mikroprosesor

------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ Mikorprpsesor Intel dan AMD

Mengatur kerja prosesor melalui tanda waktu (clock) ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ 4. Pewaktu (Clock) Mengatur kerja prosesor melalui tanda waktu (clock) Setiap langkah kerja prosesor terlaksana dalam satu atau beberapa tanda waktu Tanda waktu muncul secara berkala Tanda waktu diperoleh dari osilator pada prosesor (misalnya dari osilator 500 MHz) Panjang tanda waktu adalah sekian Hz yang diatur oleh register pencacah Tanda waktu

Pengaturan panjang tanda waktu pada pewaktu ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ Pengaturan panjang tanda waktu pada pewaktu X dapat diatur, misalnya 128, dan pencacah mulai macacah mundur dari 128 sampai 0, menghasilkan satu tanda waktu Mulai lagi dari 128 untuk tanda waktu kedua, dan seterusnya register Pencacah Tanda waktu Osilator X

Penggunaan tanda waktu ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ Penggunaan tanda waktu Tanda waktu dapat digunakan untuk berbagai keperluan seperti Pengatur langkah kerja prosesor Pencatat lama proses Pembatas waktu penggunaan sesuatu Penunjuk waktu (tanggal dan jam) Sebagai penunjuk waktu dapat digunakan dua pencacah Pencacah untuk detik Pencacah untuk menit, jam, hari, pekan, bulan, dan tahun

------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ 5. Kerja Prosesor Prosesor mengerjakan instruksi yang tercatat di memori melalui dua putaran besar Putaran jemput Putara kerja Pro- sesor Instruksi Jemput + kerja data instruksi Jemput + kerja data instruksi Jemput + kerja data

Rincian Kerja Ada 4 putaran jemput dekode kerja simpan Memori ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ Rincian Kerja Ada 4 putaran jemput dekode kerja simpan Memori simpan jemput dekode kerja Satuan Kendali ALU Prosesor

Pipelining (mempercepat kerja instruksi) Tanpa pipelining ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ Pipelining (mempercepat kerja instruksi) Tanpa pipelining Dengan pipelining (kecepatan mis 300 mips) Deko-de Jem-put Deko-de Ker- ja Sim-pan Jem-put Ker-ja Sim-pan Instruksi 1 Instruksi 2 Jemput Dekode Kerja Simpan Instruksi 1 Instruksi 2 Instruksi 3 Instruksi 4

1. Penggunaan Komponen Komputer ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ B. Pelaksanaan Proses 1. Penggunaan Komponen Komputer Proses menggunakan komponen komputer (prosesor, memori, alat mk, berkas) P = prosesor A = alat masukan-keluaran B = berkas Dalam bentuk diagram P A B P A P A B P Masuk Rampung Prosesor Alat MK Berkas

Proses dikerjakan oleh prosesor secara berurutan ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ 2. Proses Berurutan Proses dikerjakan oleh prosesor secara berurutan Setelah satu proses rampung, baru proses berikutnya dikerjakan oleh prosesor Prosesor banyak istirahat sehingga dianggap tidak efisien P1 A1 P1 A1 P1 P2 A2 P2 A2 P2 P3 A3 P3 A3 P3 P1 P1 P1 P2 P2 P2 P3 P3 P3 Proses 1 Proses 2 Proses 3 Berurutan

Beberapa proses dikerjakan sekaligus oleh prosesor ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ 3. Proses Serentak Beberapa proses dikerjakan sekaligus oleh prosesor Prosesor berpindah-pindah dari proses ke proses Prosesor terus bekerja berpindah-pindah dari satu proses ke proses lainnya dan kembali lagi, sampai rampung P1 A1 P1 A1 P1 P2 A2 P2 A2 P2 P3 A3 P3 A3 P3 P1 P2 P3 P1 P2 P3 P1 P2 P3 Serentak

Dari konteks proses 1 ke konteks proses 2 ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ 4. Pensaklaran Konteks Perpindahan prosesor dari proses satu ke proses lainnya dikenal sebagai pensaklaran konteks Seolah-olah ada skalar yang memindah-mindahkan prosesor dari satu proses ke proses lainnya Dari konteks proses 1 ke konteks proses 2 Dari konteks proses 2 ke konteks proses 3 Dari konteks proses 3 ke konteks proses 1 Dan seterusnya sampai ada yang rampung P1 P2 P3 P1

------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ 5. Blok Kendali Proses Dikenal sebagai Process Control Block (PCB) yakni sebagian memori dengan alamat tertentu Ketika terjadi penskalaran konteks, isi prosesor (register dan ALU) diganti dari isi proses 1 ke isi proses 2 Ketika kembali ke proses 1, isi prosesor (register dan ALU) perlu kembali ke isi proses 1 ketika proses 1 ditinggalkan oleh prosesor Agar isi proses 1 yang ditinggalkan diketahui oleh prosesor, maka sebelum ditinggalkan, isi proses 1 itu perlu dicatat Pencatatan isi prosesor ini dilakukan di bagian memori yang dikenal sebagai blok kendali proses

------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ Setiap proses memiliki PCB sendiri. PCB dibentuk ketika proses terbentuk dan PCB dihapus ketika proses rampung PCB bersisi catatan isi register dan ALU dan catatan lain yang diperlukan Proses 2 Proses 1 PCB 1 PCB 2

------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ Ketika prosesor kembali ke proses untuk melanjutkan proses, isi PCB dimuat kembali ke prosesor Dilanjutkan Terhenti Proses 1 Proses 1 PCB 1

6. Antrian di depan prosesor ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ 6. Antrian di depan prosesor Jika jumlah proses yang serentak dikerjakan oleh prosesor cukup banyak maka terjadi antrian di depan prosesor Antrian Rampung Prosesor Alat MK Berkas Antrian

7. Prioritas dan Penggusuran ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ 7. Prioritas dan Penggusuran Berdasarkan kepentingan, antrian dapat diubah sehingga terdapat prioritas Dan dapat juga terjadi penggusuran Antrian Prosesor Prioritas Gusur keluar Antrian Prosesor

Penghentian kerja prosesor dikenal sebagai eksepsi ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ C. Eksepsi 1. Eksepsi Pada Prosesor Penghentian kerja prosesor dikenal sebagai eksepsi Eksepsi terjadi karena dua hal Terjadi kekeliruan atau menghidari kekeliruan pada komputer Terjadi penskalaran konteks Eksepsi karena terjadi kekeliruan dikenal sebagai trap Eksepsi karena pensaklaran konteks dilakukan melalui interupsi

------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ 2. Trap (a) Trap Sistem Untuk mencegah prosesor mengulang-ulangi beberapa bagian proses (simpal, loop) maka prosesor sengaja dihentikan secara periodik Perlu dicegah Prosesor Trap sistem Alat MK Berkas

Terjadi kekeliruan pada prosesor, misalnya, karena ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ (b) Trap Prosesor Terjadi kekeliruan pada prosesor, misalnya, karena Mencoba membagi dengan nol Mencoba instruksi yang tidak dikenal Stek sudah terisi penuh (c) Trap Memori Terjadi kekeliruan pada memori, misalnya, karena Mencoba alamat yang tidak ada Mencoba alamat yang terlarang Mengoperasikan data yang tidak sah

(d) Trap Alat Masukan-Keluaran ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ (d) Trap Alat Masukan-Keluaran Terjadi kekeliruan pada alat masukan-keluaran, misalnya, karena Mengakses alat mk yang tidak ada Kemacetan pada alat mk (e) Trap Berkas Terjadi kekeliruan pada berkas, misalnya, karena Mengakses berkas yang tidak ada Mengakses berkas yang rusak (f) Nonmaskable Inturrupt Nonmaskable interrupt adalah suatu trap

Di dalam sistem operasi terdapat modul penanganan trap ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ 3. Penanganan Trap Jika terjadi trap, maka komputer akan macet, sehingga diperlukan penanganan trap Di dalam sistem operasi terdapat modul penanganan trap Cara penanganan Menanggulangi melalui koreksi Menanggulangi melalui pengulangan Menanggulangi melalui keluar dari kemacetan Keluar dari kemacetan Mendeteksi jenis kekeliruan Menampilkan berita keliru Melepaskan semua komponen komputer Mengembalikan kendali ke sistem operasi

------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ 4. Interupsi Interupsi terjadi pada saat pensaklaran konteks, dari satu proses ke proses lainnya Ada interupsi yang telah disiapkan, misalnya, ke alat masukan-keluaran tertentu (tampilan, cetakan, dan sejenisnya) Pada sistem operasi tertentu, interupsi demikian telah diberi nomor urut, misalnya, INT (nomor tertentu) Biasanya tersedia modul penangangan interupsi di dalam sistem operasi untuk menangani interupsi

Di dalam sistem operasi tersedia modul untuk menangani interupsi ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ 5. Penangan Interupsi Di dalam sistem operasi tersedia modul untuk menangani interupsi Langkah penanganan mencakup, misalnya, Instruksi yang sedang dikerjakan diteruskan sampai rampung Semua isi prosesor disalin ke dalam PCB Jenis dan sumber interupsi diidentifikasi Pekerjaan diteruskan ke proses yang menjadi tujuan interupsi Apabila interupsi adalah kembali ke proses yang ditinggalkan maka Isi PCB disalin kembali ke prosesor sehingga pekerjaan yang terhenti dapat dilanjutkan

Trap dan Interupsi Trap / interupsi Catat ke PCB Penyebab? Rampung Keliru Proses Perlu MK Selesai MK lain Berita Mulai Ke proses keliru Berikut Melaku- Tanda kan selesai Kembali

D. Status Proses 1. Proses pada Prosesor ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ D. Status Proses 1. Proses pada Prosesor Pada proses serentak, ada sejumlah proses mengantri di depan prosesor. Mereka memiliki status masuk dan status siap Ada proses yang sedang dikerjakan oleh prosesor. Mereka memiliki status kerja Ada proses yang mengakhiri prosesor karena akan ke alat masukan-keluaran atau berkas. Mereka memiliki status terhenti Ada proses yang digusur keluar dari prosesor dan mengantri untuk dilanjutkan. Mereka memiliki status tertahan Ada proses yang telah rampung dikerjakan di prosesor. Mereka memiliki status rampung

Berbagai Status Proses di Prosesor ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ Berbagai Status Proses di Prosesor Trap sistem Masuk Siap Kerja Rampung Ke MK Terhenti tergusur diteruskan Tertahan

2. Diagram Status Proses Tergusur (tertahan) Prosesor Alat MK Berkas ------------------------------------------------------------------------------ Bab 2 ------------------------------------------------------------------------------ 2. Diagram Status Proses Tergusur (tertahan) rampung Prosesor Masuk Siap Kerja Trap sistem Alat MK Ke MK (terhenti) Berkas Ke berkas (terhenti)